Реализовано электрическое управление эмиссией фотонов

В основе работы лазеров и дисплеев лежит эмиссия фотонов. Управление этим процессом электрическими методами имело бы важное значение для таких приложений и могло бы создать предпосылки для появления новых типов устройств, базирующихся на активной плазмонике.

Именно такую технологию продемонстрировал совместный исследовательский проект с участием представителей ICFO, MIT, CNRS, CNISM и Graphenea. В эксперименте излучатели (ионы эрбия) размещали на расстоянии в несколько десятков нанометров от плоскости графена, плотность носителей заряда на которой (энергия Ферми) контролировалась электрически.

Было показано, что управлять переносом энергии из ионов в фотоны и плазмоны можно, прикладывая небольшое электрическое напряжение. Плазмоны в графене уникальны тем, что их длина волны на два порядка меньше чем у излучаемых фотонов. С увеличением энергии Ферми графена, эрбиевые эмиттеры постепенно переходили от возбуждения электронов к излучению фотонов или плазмонов.

В эксперименте были обнаружены графеновые плазмоны с частотами, соответствующими ближнему ИК-диапазону. Речь идет о так называемом «третьем телекоммуникационном окне» — участке частот с крайне низкими потерями энергии, оптимальном для передачи информации. Кроме того, большая концентрация оптической энергии открывает перспективы использования активных плазмонных сетей для хранения данных.

Работа частично финансировалась программой EC Graphene Flagship, статья по ее итогам, «Electrical control of optical emitter relaxation pathways enabled by graphene», была опубликована в журнале Nature Physics.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI